在反应堆设计中，为简单起见，可以将燃料组件中各冷却剂通道的通道简化为通过单一通道的问题来处理，需要求解该通道的质量、动量和能量守恒方程，假设冷却剂仅从底部入口进入。同时还需要单独求解燃料和包壳的传热方程。假设通道截面积在轴向是均匀的。

研究两相混合物冷却剂在通道中从下往上流动，为简单起见，我们用均相流模型来考虑该问题。

对于两相混合物的流动，其质量、动量和能量方程可写为如下方程。质量守恒方程：

式中，ρm={ρgα}+{ρf（1-α）}，Gm={ρgαvgz}+{ρf（1-α）vfz}

动量守恒方程：

式中为断面平均动量比体积；为摩擦压降梯度；θ为流动方向与竖直方向的夹角。

注意在第4章中两相流摩擦压降梯度可以关联为与壁面剪切力的关系，也可以将其类比于单相流的情形，故：

若两相速度相等，则

能量守恒方程：

式中，hm={αρghg+（1-α）ρfhf}/ρm，h+m={αρghgvgz+（1-α）ρfhfvfz}/Gm，摩擦力(www.daowen.com)

根据式（5-31），有：

对于一个竖直不变截面的通道，在假设pg≈pf≈p的前提下，并忽略混合物中的内热源，上述的质量、动量和能量守恒方程写为如下形式：

式中，摩擦系数f没有标出下标，可以适用于单相和两相条件。

动量方程中的绝对值Gm表示考虑摩擦阻力会随着流动方向变化而发生正负值的变化。

式（5-36）整理得

以上几个方程中，所有参数都与轴向位置和时间有关。

在均相流模型条件下，Vf=Vg=Vm，则上述方程变为

在对以上问题进行求解之前，需要明确我们所关心的具体的水力学特性。这些特性将影响我们为了简化方程的复杂性而对该问题所做的假设。

首先，需要讨论轴向方向上各个截面的分布特性。当流动为单相流动时，在10～100倍的水力直径距离上流动将充分发展；但对于加热通道的两相流来讲，则不存在充分发展的概念。另外一个重要的流动特性就是通道和与其相通的其他通道中的密度变化对压力场的影响。在强迫循环时，对流动影响不大，因此浮力效应可以忽略；但对于自然循环，压力梯度受焓变化而导致密度变化，因此浮力压头需要精确计算。当外部压力和浮力压头都不能单独主导时，该流动就是混合对流。最后一个重要问题是冷却剂的质量和动量守恒可以在以下边界条件下求解：①给定入口和出口压力；②给定入口流量和出口压力；③给定入口压力和出口速度。对于第二和第三个边界条件，可以得到没有给出的另外的边界压力。然而，对于第一种边界条件，可能有多个解都满足方程。在物理上，有可能因为加热通道的密度变化会有多个流量都满足这个结果，特别是在通道有沸腾发生时尤其会是如此，该问题就是我们前面所讨论的并行通道流动不稳定性问题。